[발송배전기술사 기출풀이] 138회 1교시 5번: 코로나 현상(Corona)의 원리, 영향 및 방지대책(Peek식) 총정리

안녕하세요. 예비 기술사님들의 합격을 응원하는 러닝메이트입니다.
2026년도 제138회 발송배전기술사 1교시 5번 문제는 송전공학에서 약방의 감초처럼 등장하는 **'코로나 현상(Corona Discharge)'**이었습니다.
이 문제는 필기시험뿐만 아니라 실무에서도 초고압 송전선로 설계 시 반드시 고려해야 하는 중요한 항목입니다. 답안 작성 시에는 단순히 현상을 설명하는 데 그치지 않고, 파열 극한 전위 경도와 Peek의 식을 통해 공학적 근거를 제시하고, 가장 확실한 대책인 **복도체(Bundle Conductor)**의 효과를 논리적으로 연결하는 것이 고득점의 비결입니다.

1. 문제 분석 및 핵심 키워드
- 출제 의도: 초고압 송전선로에서 발생하는 절연 파괴 현상인 코로나의 발생 원리를 이해하고, 이를 억제하기 위한 설계 대책을 알고 있는지 평가
- 핵심 키워드: 파열 극한 전위 경도(21.1kV/cm), Peek식(E0 ), 복도체, 전력 손실(Pc), 유도 장해
- 답안 작성 전략:
    1. 정의: 전선 표면의 전위 경도와 공기의 절연 내력 관계 서술
    2. 임계 전압: Peek의 식을 쓰고 각 인자(m0,m1,δ,D,r) 설명
    3. 영향 및 대책: 손실과 장해를 나열하고, 복도체가 왜 효과적인지 결론 도출

2. 모범 답안 (기술사 답안지 형식)
문제 5. 가공 송전선로의 코로나(Corona) 현상에 대하여 다음을 설명하시오.
1) 정의 및 임계전압(Peek식)
2) 영향 및 방지대책
답)
Ⅰ. 코로나 현상의 개요
1. 정의
송전선로의 전압이 높아져 전선 표면의 전위 경도(Electric Potential Gradient)가 공기의 절연 파괴 극한 전위 경도(교류 실효값 약 21.1 [kV/cm])를 초과할 때, 전선 주위의 공기가 이온화되어 절연이 파괴되면서 낮은 소리와 엷은 빛(Pale Violet)을 내며 방전하는 현상이다.
2. 코로나 임계전압 (E0, Peek의 식)
코로나가 발생하기 시작하는 전압인 임계전압 E0 는 F.W.Peek의 실험식에 의해 다음과 같이 표현된다.

Ⅱ. 코로나 현상에 의한 영향
1. 코로나 손실 (Pc ) 발생: 유효 전력의 손실이 발생하여 송전 효율을 저하시킨다.
2. 통신선 유도 장해: 코로나 잡음(Corona Noise) 및 고조파 전류에 의해 인근 통신선에 유도 장해를 일으킨다.
3. 전선의 부식: 코로나 방전에 의해 오존(O3) 및 산화질소(NOx )가 생성되어 전선이나 바인드 선을 부식시킨다.
4. 소호 리액터의 소호 능력 저하: 코로나 전류의 고조파 성분이 중성점 잔류 전류를 증가시켜 소호 리액터 접지 계통의 소호 능력을 떨어뜨린다.

 

Ⅲ. 코로나 방지대책
코로나를 방지하기 위해서는 임계전압(E)을 상용 대지전압(E)보다 높게 해야 한다. (E0 >E)
1. 복도체(다도체) 방식 채용 (가장 효과적)
- 원리: 전선을 2가닥 이상으로 나누어 배치하면 등가 반지름(re)이 증가하는 효과가 있다.
- 효과: 등가 반지름 증가 → 전선 표면 전위 경도 감소 → 임계전압(E0) 상승. (로그 항 log(D/r)은 감소하지만, 앞의 d항 증가 효과가 훨씬 큼)
2. 전선의 굵기 증대
- 전선의 바깥지름(d)이 굵은 ACSR(강심알루미늄연선)이나 중공 연선 등을 사용하여 임계전압을 높인다.
3. 가선 금구류의 개량
? 애자련 보호를 위한 아킹 혼(Arcing Horn)이나 **실드 링(Shield Ring)**을 설치하여 전선 지지점 부근의 전계 집중을 완화한다.

 

Ⅳ. 결론
코로나 현상은 전력 손실과 통신 장해의 주원인이 되므로, 154kV 이상의 송전선로에서는 이를 억제하기 위해 **복도체(Bundle Conductor)**를 표준으로 채택하고 있다. 복도체는 코로나 방지뿐만 아니라 송전 용량 증대 및 **안정도 향상(리액턴스 감소)**에도 기여하는 경제적이고 효율적인 기술이다.
"끝"

 

3. 기술사 고득점 포인트: 답안 작성 팁
1. Peek 식의 정확한 기술: 코로나 문제는 E0 식을 정확히 쓰느냐가 점수의 50%를 좌우합니다. 상수 24.3과 로그 함수 log 10 (D/r)을 빠뜨리지 않도록 주의하세요.
2. 복도체의 강조: 방지대책에서 단순히 '굵은 전선 사용'이라고만 쓰지 말고, "등가 반지름 증가에 따른 전위 경도 완화"라는 메커니즘을 복도체와 연결하여 설명하면 전문성이 돋보입니다.
3. 결론의 확장: 결론 부분에서 복도체의 장점(코로나 방지 외에 인덕턴스 감소, 정전용량 증가로 인한 송전 용량 증대)을 함께 언급하면 답안의 완성도가 높아집니다.

결론
1교시 단답형 문제 중에서도 가장 기본적이면서 중요한 문제입니다. Peek의 식은 필수로 암기하시고, 복도체가 코로나 방지의 핵심 솔루션임을 논리적으로 서술해 보시기 바랍니다.
여러분의 합격을 진심으로 기원합니다.

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